面试题：Node.js自定义模块的作用域与导出优化

Question

在Node.js自定义模块内，变量的作用域是怎样的？当一个模块导出多个函数时，如何通过闭包和模块化设计来优化代码结构，提高模块的安全性和性能？请结合示例代码阐述。

Answer 1

1. Node.js自定义模块内变量的作用域

在Node.js自定义模块内，变量具有模块作用域。也就是说，在模块内定义的变量、函数等，默认情况下在模块外部是不可访问的。这是因为Node.js使用了函数作用域来封装模块代码，每个模块都是一个独立的作用域环境。例如：

// module.js
let privateVariable = 'This is a private variable';
function privateFunction() {
    console.log(privateVariable);
}
// 这里的privateVariable和privateFunction在模块外部无法直接访问

2. 通过闭包和模块化设计优化代码结构、提高安全性和性能

闭包在模块化中的应用

闭包可以用来封装内部状态，只暴露必要的接口，从而提高模块的安全性。例如，假设有一个计数器模块：

// counter.js
function createCounter() {
    let count = 0;
    return {
        increment: function() {
            count++;
            return count;
        },
        getCount: function() {
            return count;
        }
    };
}
module.exports = createCounter();

在上述代码中，createCounter函数返回一个对象，对象中的increment和getCount函数形成了闭包，它们可以访问并操作count变量，而count变量对于模块外部是隐藏的，提高了安全性。

模块化设计优化

通过合理的模块化设计，可以将相关功能封装在不同模块中，避免全局变量的污染，提高代码的可维护性和性能。例如，一个简单的数学运算模块：

// mathOperations.js
function add(a, b) {
    return a + b;
}
function subtract(a, b) {
    return a - b;
}
module.exports = {
    add,
    subtract
};

在主程序中使用该模块：

// main.js
const math = require('./mathOperations');
console.log(math.add(2, 3));
console.log(math.subtract(5, 2));

这样，不同功能模块之间相互独立，易于管理和维护，同时避免了变量命名冲突等问题，从整体上优化了代码结构和性能。